摘要：循环水处理作为电厂水处理系统中最重要的工作，要保持循环冷却水系统长期、高效、经济地运行，水处理日常运行管理是关键，有时即使筛选了合理的药剂配方，也确定了较好的工艺参数，但循环水处理运行管理不善往往达不到预期的处理效果。因此长期积累运行资料并认真加以分析研究，不断优化循环水处理运行方式才能提高管理水平和效果。
关键词：热电机组；敞开式循环水；运行；优化
引言：近年来随着工业生产的发展，淡水资源日益紧张，环境保护要求日趋严格，为了保护有限的水资源和生态环境不被破坏，达到国家要求的控制指标，减少废水排放。发电厂作为用水大户，90%以上水量主要用作循环冷却，为使排水各项指标均达到排放标准，只有合理选择循环水处理方案，避免凝汽器和其他换热设备的腐蚀和结垢，减少循环水排污水实现零排放是摆在运行管理人员面前的一项重要使命。
一、电厂循环水系统概况
本文以华富新能源有限公司为例，该公司共有2×25MW抽凝式+2×30MW纯凝汽式+2×12MW背压式汽轮发电机组和空冷机组共5组，从2005年开始陆续投产，每台机组建有一座机械通风冷却塔，冷却面积（1#2#凝汽器：2000m2，3#6#凝汽器：2200m2，冷却水量（每个机组两台循环水泵运行）6000m3/h左右，1#～2#机组凝汽器管材为铜管，3#、6#机组凝汽器为不锈钢管；系统其他热交换器和设备材质为铜管和不锈钢管。为敞开式循环冷却处理方式，循环水系统补充水水源为地下井水，水质相对稳定，目前采用投加阻垢缓蚀剂和杀菌灭藻剂处理方式。
二、循环冷却水系统运行中存在的问题及分析
1、水垢析出降低传热效率：一般天然水中都溶解有重碳酸盐，这种盐是冷却水发生水垢附着的主要成分。盐的浓度随着蒸发浓缩而增加，当其浓度达到饱和状态时，或者经过换热器传热表面使水温升高时，重碳酸钙分解成CaCO3和CO2，冷却水经过冷却塔向下喷淋时，溶解在水中的游离CO2气体逸出，这就促使上述反应向正反应方向进行，这样CaCO3沉淀就附着在换热器的传热表面，积累形成致密的碳酸盐水垢，使传热表面的传热性能下降。水垢附着的危害很大，轻者降低换热器的传热效率，影响产量；重者堵塞管道，影响安全生产。
2、设备腐蚀影响生产和缩短使用寿命：一是冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀，敞开式冷却循环水系统，水与空气中氧气能充分地接触，因此水中溶解的O2可达到饱和状态。当碳钢与溶有O2的冷却水接触时，由于金属表面会形成许多腐蚀微电池，微电池的阳极和阴极区分别发生氧化和还原反应。这种腐蚀除了会造成系统的输水管路、水冷设备损坏或使用寿命减少外，还会由于腐蚀造成水冷器穿孔而引起工艺介质泄漏造成计划外的停车事故等，另外由于腐蚀会产生锈瘤，会引起换热效率下降或管路堵塞等危害。二是有害离子产生的腐蚀，循环冷却水在浓缩过程中，除重碳酸盐浓度随浓缩倍数增长而增加外，其它的盐类如氯化物、硫酸盐等的浓度也会增加。当Cl-和SO42—离子浓度增高时，会加速碳钢的腐蚀。Cl-和SO42—离子会使金属表面保护膜的保护性能降低，尤其是Cl-离子半径小，穿透性强，容易穿过膜层，置换氧原子形成氯化物，加速阳极过程的进行，所以氯离子是引起点蚀的原因之一。三是微生物的滋生也会使金属发生腐蚀。这是由于微生物排出的粘液与无机垢和泥沙杂物等形成的沉积物附着在金属表面，形成氧的浓差电池，促使金属腐蚀。此外，在金属表面的沉淀物之间缺乏氧，因此一些厌氧菌得以繁殖，当温度为25～30℃时，繁殖更快。它分解水中的硫酸盐，产生H2S，引起碳钢腐蚀。
3.微生物粘泥导致系统失效：冷却水中的微生物一般是指细菌和藻类。在新鲜水中，一般来说细菌和藻类都较少。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但在循环水中，由于水中营养成分的浓缩，水温的升高和日光的照射，给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件。大量细菌分泌出粘液和藻类产生的粘性物质就像粘合剂一样，能使水中飘浮的灰尘杂质和化学沉淀物等粘附在一起，形成粘糊状的沉淀物在换热器的传热表面上，这种沉淀物称为生物粘泥，俗称“软垢”。附着在换热器管壁上的生物粘泥，除了会对设备管道造成微生物腐蚀外，还会降低换热器的冷却效率，甚至堵塞设备管道，迫使临时停产清洗。
三、循环冷却水系统运行中存在问题的应对措施
1、水垢析出降低传热效率：一是利用循环水阻垢剂的去活化作用、晶格歪曲或畸变作用、分散软化调节作用及溶限效应来阻止循环水系统中水垢的产生，这种有机阻垢剂同水中的Ca2+、Mg2+ 形成络合物是非化学当时计算的，常用1mg/L的药剂便可抵制几百mg/L的钙、镁离子形成水垢，使有机阻垢剂在很小用量下便可达到阻止循环水中产生水后的效果。二是加强循环水日常管理，在循环水日常运行中确保连续投加，若循环水的浓缩倍率、pH值、碱度、硬度、浊度、氯根等超标时，应加大补充水量与排污水量，使循环水指标达到控制要求；若短期无法达成控制指标要求，可加强化学处理，如加大阻垢缓蚀剂的投加浓度，提高循环水中有效药剂的浓度，若总磷不合格时，加大药剂浓度。三是定期做小型模拟实验来确定加药量、加药浓度及其他各项指标。四是定期投加胶球，并应确保胶球回收率在95%以上。
2、设备腐蚀影响生产和缩短使用寿命：一是日常运行严格连续投加阻垢缓蚀剂，阻垢缓蚀剂复合配方中含有缓蚀剂，它的活性基团易与金属结合生成化学膜（或称钝化膜），缓蚀剂也可与介质中的离子结合生成沉淀膜，从而使金属的腐蚀速度减慢。含氮类化合物是应用最广泛的缓蚀类药剂，它主要是依靠氮原子上的孤对电子与金属离子以化学键结合形成络合物吸附在金属表面上，形成稳定、致密、牢固的保护膜，从而隔离腐蚀介质同金属的再接触，达到保护金属的目的。二是加强机组停运后的防腐，当机组停运3天以内凝汽器不放水时，启动一台循环水泵保持循环水系统运行，对凝汽器进行保护，胶球清洗按正常规定进行，当机组停运在3天以上时，凝汽器必须排空；或机组停运在3天以内但凝汽器排空时，对水室、凝汽器管进行检查清理并用高压水冲洗干净，对淤堵的凝汽器管设法进行疏通，对确实无法疏通的铜管，经确认后进行堵管处理。然后进行通风干燥，并在投运前一直保持水室的人孔门敞开。三是保证循环水的水流速度，不同材质管材所适应的水质和允许的流速不同。
3.微生物粘泥导致系统失效：因为杀菌灭藻剂具有抵制细胞壁的合成作用、改变细胞膜的性质、破坏呼吸作用、破坏合成代谢、与细胞组成物的作用及破坏酶系统的作用，因此根据循环水运行情况，定期于循环水系统中冲击式投加杀菌灭藻剂，氧化性和非氧化性杀菌剂配合交替投加。非氧化性杀菌剂的加药时间、加药类别、加药量根据季节变化进行合理调整，适当降低准备加杀菌剂水塔循环水的浓缩倍数。
四、总结
通过分析可知电厂的循环水处理系统在运行中不可避免的会出现一些问题，这些问题的出现会影响凝汽器甚至整个系统的安全经济运行。在生产实践中可以通过以下措施进行控制：加强循环水质日常加药管理、化验及指标控制，及水质超标时的控制措施；定期对循环水进行模拟加药浓度小型挂片实验，以确定加药浓度及控制指标；做好凝汽器定期胶球投加及确保胶球回收率；做好机组停运后的防腐措施。以上措施是结合生产实践而来，具有很大的可操作性，可以确保循环水处理系统的安全经济运行。
参考文献：
[1]《工业循环冷却水设计规范》 GB50050-2007
[2]孙晨皓.燃气电厂循环冷却水排污水处理技术研究[D].华北电力大学，2017
[3]王佳.再生水回用电厂循环冷却系统阻垢和缓蚀的试验研究[D].天津大学，2012.
论文作者:段晓霞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/18
标签：凝汽器论文; 冷却水论文; 机组论文; 浓度论文; 水中论文; 水垢论文; 水处理论文; 《基层建设》2018年第31期论文;